Spécification système d'interactions physico-physiologiques de perception sensorielle

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Spécification système d’interactions

physico-physiologiques de perception sensorielle

Frédérique Mayer, Jean-Marc Dupont, Fabien Bouffaron, Romain Lieber, Gérard Morel

To cite this version:

Frédérique Mayer, Jean-Marc Dupont, Fabien Bouffaron, Romain Lieber, Gérard Morel. Spécification système d’interactions physico-physiologiques de perception sensorielle. 3e Journées de l’Automatique du GDR MACS, JAMACS 2018, Nov 2018, Nantes, France. �hal-01954565�

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Spécification Système d’interactions physico- physiologiques de perception sensorielle

Mayer Frédérique, Maître de conférences, ERPI EA 3767, Université de Lorraine

Dupont Jean-Marc, Consultant, Maître de conférences associé, CRAN UMR 7039, Université de Lorraine

Bouffaron Fabien, Docteur de l’Université de Lorraine, Ingénieur Système R&D Airbus Lieber Romain, Docteur d’Université de Lorraine, Ingénieur Amélioration Continue Airbus Morel Gérard, Professeur des Universités, CRAN UMR 7039, Université de Lorraine

RESUME

Présentation orale du chapitre 2 de l’ouvrage « Défis de l’automatisation des systèmes sociotechniques » édité par Vanderhaegen Frédéric, Maaoui Choubeila, Sallak Mohamed, Berdjag Denis aux éditions ISTE, à paraître en 2019.

La capacité de résilience d’un système sociotechnique est un exemple d’exigence multi- domaines [VAN 17] [LEV 17] qui trouve sa justification dans le rôle de l’Humain dans la boucle de contrôle pour faire face à priori à l’inattendu en situation opérationnelle [GAL 06]

[BOY 11]. Par ailleurs, le constat récurrent de défaillances systémiques à postériori [BOA 13]

[BOY 14] interpelle sur ce qui rend tangible cette cohésion (togetherness, chapitre 7 de [BOA 08]) d’un « Tout » composé de « Parties » naturelles - Physiques et Humaines - et Artificielles. Il y a dès lors consensus quant à la nécessité de combiner à priori les domaines de connaissance multidisciplinaire d’ingénierie centrée respectivement Humain et Technique [RUA 15] pour satisfaire des exigences sociotechniques dans un système-projet. Nous postulons que la tangibilité de l’interaction « Artefact - Humain » doit être assurée physiquement pour que la fonctionnalité technique affordée soit bien perçue par un humain afin de bien agir par détour [BER 09] en situation opérationnelle. Le contexte de notre cas d’étude (Diapositive 32) illustre cette exigence-système en émulant de façon plausible une situation de conduite « Artefact-Humain » d’un procédé industriel critique par la nature

« Physique » de la « matière-énergie circulante » à contrôler qui peut être source exogène de phénomènes « émergents ».

Plutôt que de proposer un cadre intégratif combinant les domaines concourants d’ingénierie avec leurs spécialistes associés, nous proposons, en section 2 de ce chapitre, l’orchestration simplexe [BER 09] d’une connaissance interdisciplinaire au jalonnement d’un système-projet. Nous limitons ce cadre général d’« Ingénierie centrée Système » à la spécification d’un système de réponse à la situation système ciblée. Les fondements scientifiques de la cohésion « système » visée s’appuie sur la nature physico-physiologique des interactions de perception sensorielle en tant que condition nécessaire, bien que non suffisante, d’action en situation opérationnelle. La formalisation de cette interaction fonctionnelle combine en section 3 des éléments de connaissances de physiologie intégrative [CHA 95] et de perception-action [BER 06] afin de spécifier les exigences de perception auditive de notre cas d’étude.

Le résultat de la spécification de l’interaction physico-physiologique de perception auditive ciblée est un modèle exécutable vérifié qui fait l’objet en section 4 d’une validation système par orchestration concourante avec un ensemble de modèles exécutés dans leurs

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environnements de modélisation respectifs. Au-delà de perspectives exploratoires quant à la co-spécification exécutable de modèles centrés technique et humain en ingénierie-système [BOY 14], ces travaux mettent en évidence une condition nécessaire de tangibilité physique entre les objets hybrides constitutifs de systèmes cyber-physiques dont le déploiement ne doit pas se limiter comme couramment à la seule nature numérique des interactions.

La table des matières ainsi que les diapositives ci-dessous illustrent le contexte système de notre cas d’étude basé sur des modèles (exécutables) de la spécification d’une interaction physico-physiologique de perception sensorielle [BOU 16].

TABLE DES MATIERES

2.1. INTRODUCTION

2.2. SPECIFICATION D’UNE SITUATION-SYSTEME D’INTERACTION DE PERCEPTION SENSORIELLE

2.2.1. Eléments de connaissance multidisciplinaire en Ingénierie-Système 2.2.1.1. Ingénierie Centrée Technique

2.2.1.2. Ingénierie Centrée Humain

2.2.2. Eléments de connaissance interdisciplinaire pour l’Ingénierie-Système 2.2.2.1. Orchestration centrée système de la connaissance multidisciplinaire 2.2.2.2. Spécification centrée système basée sur des modèles

2.2.3. Spécification d’une situation-système d’intérêt

2.2.3.1. Eléments de compréhension multidisciplinaire d’une situation ciblée 2.2.3.2. Spécification descriptive de la situation ciblée

2.2.3.3. Spécification Prescriptive de la situation-système ciblée 2.2.3.3.1. Spécification multidisciplinaire

2.2.3.3.2. Spécification interdisciplinaire

2.3. SPECIFICATION CENTREE PHYSIOLOGIE D’UNE INTERACTION DE PERCEPTION SENSORIELLE

2.3.1. Eléments de connaissance multidisciplinaire d’une interaction physico-physiologique 2.3.1.1. Théorie Mathématique de la Physiologie Intégrative

2.3.1.2. Représentation d’une interaction fonctionnelle de perception/action sensorielle 2.3.2. Spécification prescriptive de l’interaction de perception auditive ciblée

2.3.2.1. Eléments de compréhension multidisciplinaire physico-physiologique 2.3.2.2. Spécification interdisciplinaire d’exigences physico-physiologiques

2.4. SPECIFICATION CENTREE SYSTEME D’UNE INTERACTION DE PERCEPTION SENSORIELLE

2.4.1. Spécification du Système d’Intérêt ciblé

2.4.1.1. Eléments de connaissance multidisciplinaire de l’architecture système ciblée 2.4.1.2. Spécification interdisciplinaire de l’artefact de conduite ciblé

2.4.2. Spécification multidisciplinaire d’un modèle exécutable de l’interaction auditive ciblée

(4)

2.4.2.1. Spécification prescriptive 2.4.2.2. Vérification de la spécification

2.4.3. Spécification interdisciplinaire du modèle exécutable de l’interaction auditive ciblée 2.4.3.1. Eléments de connaissance multidisciplinaire en spécification exécutable basée sur des modèles

2.4.3.2. Validation-système de la spécification 2.5 Conclusion et perspectives

BIBLIOGRAPHIE

[BER 06] BERTHOZ, A. Phénoménologie et physiologie de l'action, Paris, Odile Jacob, 2006

[BER 09] BERTHOZ A. La Simplexité. Odile Jacob Editions

[BOY 11] BOY, G. A., The handbook of human-machine interaction: a human-centered design approach. Ashgate Publishing, 2011

[BOY 14] BOY, G. A., NARKEVICIUS, J. M. Unifying human centered design and systems engineering for human systems integration. Complex Systems Design &

Management, Springer151-162, 2014.

[BOA 08] BOARDMAN J., SAUSER B., Systems thinking: Coping with 21st century problems, CRC Press, 2008.

[BOA 13] BOARDMAN, J., SAUSER, B. Systemic thinking : building maps for worlds of systems. John Wiley & Sons, 2013.

[BOU 16] BOUFFARON F., Co-spécification système exécutable basée sur des Modèles.

Application à la conduite interactive d’un procédé industriel critique. Doctorat de l’Université de Lorraine, 2016.

[CHA 95] CHAUVET, G. La Vie dans la Matière : le rôle de l’espace en biologie.Nouvelle Bibliothèque Scientifique, Flammarion, Paris, 1995.

[GAL 06] GALARA D., Roadmap to master the complexity of process operation to help operators improve safety, productivity and reduce environmental impact. Annual Reviews in Control, 30 (2), 215-222, 2006.

[LEV 17] LEVALLE R.R., NOF S.Y. Resilience in supply networks: definition, dimensions, and levels. Annual Reviews in Control, 43, 224-236, 2017

[LIE 13] LIEBER, R.. Spécification d'exigences physico-physiologiques en ingénierie d'un système support de maintenance aéronautique. Doctorat de l’Université de Lorraine, 2013 (confidentiel 5 ans).

(5)

[RUA 15] RUAULT J.R. Proposition d'architecture et de processus pour la résilience des systèmes : application aux systèmes critiques à longue durée de vie. Doctorat de l’Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2015.

[VAN 17] VANDERHAEGEN, F., Towards increased systems resilience: New challenges based on dissonance control for human reliability in Cyber-Physical&Human Systems, Annual Reviews in Control, 44, 316-322, 2017

DIAPORAMA

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Corpus scienZﬁque de l’Ingénierie Système

•  InternaZonal Council on Systems Engineering (INCOSE, www.incose.org) –  AssociaZon Française d’Ingénierie Système (AFIS, www.aﬁs.fr)

•  Guide to the Systems Engineering Body of Knowledge (SEBoK)

(7)

SpéciﬁcaZon centrée Système d’interacZons physico-physiologiques de percepZon sensorielle

La capacité de résilience d’un système sociotechnique est un exemple d’exigence mulZ-domaines qui trouve sa jusZﬁcaZon dans le rôle de l’Humain dans la boucle de contrôle pour faire face à priori à l’inahendu en situaZon opéraZonnelle.

§  Les facteurs humains sont couramment parZe prenante de l’ingénierie d’un système technique, principalement lors des études d’opéraZonnalité et en retour d’expériences.

Par ailleurs, le constat récurrent de défaillances systémiques à postériori interpelle sur ce qui rend tangible cehe cohésion (togetherness) d’un « Tout » composé de « ParZes » naturelles - Physiques et Humaines - et ArZﬁcielles.

¤  Il y a consensus quant à la nécessité de combiner à priori les domaines de connaissance mul6disciplinaire d’ingénierie centrée respec6vement Humain et Technique pour sa6sfaire des exigences sociotechniques dans un système-projet.

u Nous postulons que la tangibilité de l’interac6on « Artefact - Humain » doit être assurer pour que la fonc6onnalité technique aﬀordée soit bien perçue par un humain pour bien agir par détour en situa6on opéra6onnelle.

(8)

Eléments de connaissance mulZdisciplinaire

u  Nous postulons que la tangibilité de l’interac6on « Artefact - Humain » doit être assurer pour que la fonc6onnalité technique aﬀordée soit bien perçue par un humain pour bien agir par détour en situa6on opéra6onnelle.

–  Centrée Humain :

•  H. Rex Hartson : Aﬀordance sensorielle comme condiZon nécessaire mais non suﬃsante

•  Gilbert Chauvet : Théorie MathémaZque de la Physiologie IntégraZve (MTIP)

•  Alain Berthoz : Simplexité et Physiologie de l’AcZon

–  Centrée Technique :

•  Harold "Bud” Lawson : RelaZon de couplage entre situaZon-système et système de réponse

•  Michael Jackson : Approche des Problem frames

–  Centrée Système :

•  Joëlle Zask, Mica R. Endsley : Connaissance de la situaZon

•  Robert Rosen : Décodage et encodage d’une situaZon-système

(9)

Nos travaux portent sur une situaZon sociotechnique d’interac6on « Artefact-Humain» sollicitant la percep6on audi6ve d’une alarme sonore par un opérateur humain qui, bien que non suffisante, est une condiZon nécessaire de la bonne percep6on de ce signal qualifié d’affordance sensorielle pour assurer une foncZon élémentaire de sureté d’un procédé industriel criZque.

Cehe situa6on d’intérêt est une situa6on de conduite d’Alimenta6on Secours des Générateurs de Vapeur (ASG) est mise en service au déclenchement de l’alarme prévenant d’une situaZon d’exploitaZon dégradée du procédé industriel criZque.

SituaZon d’intérêt de percepZon sensorielle

Situa0on émulée sur une plate-forme d’expérimenta0on CISPI au CRAN

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Domaine de la réalité Domaine de la connaissance

MulZdisciplinaire

Modèle de référence d’un système socio-technique

de Hall et Rapanos Modèle AUTOS de G. Boy

Plate-forme d’expérimenta0on CISPI du CRAN - Emula0on du procédé ASG

Modèle de décision de partage des tâches Homme-Machine

de P. Millot, S. Debernard et F. Vanderhaegen L’interacZon foncZonnelle

comme l’atome élémentaire d’un processus physiologique de G. Chauvet

MulZdisciplinaire

de J. Hall et L. Rapanos Modèle AUTOS de G. Boy

de P. Millot, S. Debernard et F. Vanderhaegen

(11)

MulZdisciplinaire

de Hall et Rapanos Modèle AUTOS de G. Boy

MulZdisciplinaire

de J. Hall et L. Rapanos Modèle AUTOS de G. Boy

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Eléments de connaissance interdisciplinaire pour l’Ingénierie centrée Système

- Que doit on combiner ?

Interdisciplinaire {↔} MulZdisciplinaire

Puits et source d’une connaissance mul6disciplinaire d’ingénierie orientée

solu6on Concept, Théorie,

Paradigme, Méthode, Méthodologie, Langage,

Ou0l, …

solu6on

Ou0l, …

Concept, Théorie, Paradigme, Méthode, Méthodologie, Langage,

Ou0l, … Plate-forme d’expérimenta0on CISPI du

CRAN - Emula0on du procédé ASG Plate-forme d’expérimenta0on CISPI du

CRAN - Emula0on du procédé ASG

(13)

-  Comment combiner ?

-  En ayant conscience (awareness) de la tangibilité de la réalité d’une situa6on qui est intégra6ve de la non tangibilité des représenta6ons mul6disciplinaires.

-  En nous appuyant sur la cohésion (togetherness) phénoménologique des interac6ons entre objets d’une situa6on d’intérêt.

Puits d’une connaissance mul6disciplinaire d’ingénierie orientée

Ou0l, …

solu6on

Ou0l, …

Ou0l, … Phénomènes

InteracZon

Objets

Propriétés Awareness Togetherness

Situa6on physico-physiologico)artefactuelle présentant un problème ou une opportunité

(14)

-  En ayant conscience (awareness) de la tangibilité de la réalité d’une situa6on qui est intégra6ve de la non tangibilité des représenta6ons mul6disciplinaires.

-  En nous appuyant sur la cohésion (togetherness) phénoménologique des interac6ons entre objets d’une situa6on d’intérêt.

Ou0l, …

solu6on

Ou0l, …

InteracZon

Objets

Propriétés Awareness Togetherness

Situa6on physico-physiologico)artefactuelle présentant un problème ou une opportunité

?

(15)

q  « Why do we create man-made systems? » est la quesZon pragmaZque posée par H.B. Lawson qui va au delà de la quesZon récurrente de « ce qu’est un système », posée depuis les premiers temps de la « systémologie générale » jusqu’aux travaux les plus récents de la communauté mondiale d’Ingénierie-Système.

Diagramme de couplage [LAW 10]

Control element

System Assets Facili0es, Instruments,

Theory, Knowledge, Methods, Tools, Processes Situa6on System

Natural, Man-Made, Mixed

Respondent System Project, Program, Task, Experiment

Domaine de la réalité Domaine de l’ingénierie

Le diagramme de couplage proposé par met en évidence:

•  La situa6on d’intérêt jusZﬁant la concepZon d’un système d’intérêt car présentant un problème requérant une soluZon ou une opportunité pouvant être exploitée à travers une soluZon.

•  La boucle de contrôle qu’un système de réponse pour concevoir un système d’intérêt doit maintenir en regard d’une situa6on- système.

•  Le processus récursif et itéraZf construisant le système de réponse par instanciaZon d’éléments perZnents de connaissances concernant le système-projet.

•  Le « control element » organisant le système de réponse.

(16)

-  en examinant ce qui doit être contrôlé en « système » en regard de la situa6on -  aﬁn d’en conserver au mieux la cohésion

Ou0l, …

solu6on

Ou0l, …

InteracZon

Objets

Propriétés

Situa6on- Système d’Intérêt

Exigences Awareness

Togetherness

Phénomènes

Interac0on Objets

Propriétés Situa6on physico-physiologico)artefactuelle présentant un problème ou une opportunité

(17)

- Comment combiner ?

Ou0l, …

solu6on

Ou0l, …

InteracZon

Objets

Propriétés

Exigences Awareness

Togetherness

Phénomènes

Interac0on Objets

Propriétés

Puits d’une connaissance interdisciplinaire d’ingénierie orientée

solu6on Concept, Théorie, Paradigme, Méthode, Méthodologie, Langage,

Ou0l, … Situa6on physico-physiologico)artefactuelle

présentant un problème ou une opportunité

➪ Par l’orchestra6on interdisciplinaire centré système en langage SysML de l’essen6el de chaque connaissance PARTIE mul6disciplinaire dans son langage spéciﬁque

Situa6on- Système d’Intérêt

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Eléments de connaissance interdisciplinaire pour une spéciﬁcaZon centrée Système de la situaZon d’intérêt

Postulats de SpéciﬁcaZon centrée Système d’interacZons physico-physiologiques de percepZon sensorielle

u  La tangibilité physique de l’interac6on sensorielle « Artefact-Humain »est une condiZon nécessaire mais non suﬃsante de la cohésion (togetherness) de la situaZon d’intérêt

u La situa6on-système d’intérêt est intégra6ve des acZfs de connaissance mulZdisciplinaire requis pour consZtuer dynamiquement la connaissance interdisciplinaire apte à saZsfaire une spéciﬁcaZon d’exigences ciblant la conduite interacZve d’un procédé industriel criZque.

u  Le processus cogni6f d’orchestra6on de la connaissance interdisciplinaire d’un système-projet permet d’assurer la cohésion du travail collaboraZf de spéciﬁcaZon d’une architecture-système d’aide à la conduite interacZve du procédé industriel visé.

métaphore d’orchestra6on

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Eléments de connaissance interdisciplinaire pour une spéciﬁcaZon centrée Système de la situaZon d’intérêt

¤  Il y a couramment confusion entre le processus et le résultat d’une spéciﬁca6on, limitée le plus souvent à la seule descripZon/prescripZon de ce qui est espéré à travers la déclinaison de cahiers des charges, par défaut de traduire suﬃsamment à priori l’encodage/décodage d’une situaZon-système.

q  Notre exploraZon de l’approche des problem frames appliquée à la spéciﬁcaZon en génie logiciel nous permet de poser que : u Le résultat d’un processus d’ingénierie centrée système est une spéciﬁcaZon dans un domaine d’intérêt si une

preuve est faite qu’une implémentaZon de cehe soluZon :

•  depuis un espace-soluZon répondant de connaissance centrée système ,

•  dans l’espace-problème requérant de connaissance opéraZonnelle centrée situaZon , saZsfait par itéraZons successives les exigences d’intérêt selon la relaZon logique (entailment) : de M. Jackson; de J. Hall et al.

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Espace-Problème ← Espace-SoluZon

(20)

(4) !!"#$%&!é!"#$%#&',!!"#$%&'(&)"!"#$%è!" → !!"#$%&"'!é!"#"é!

SpéciﬁcaZon centrée système basée sur des modèles exécutables

u  Notre interprétaZon cogniZve de ces travaux généralise un ensemble de prédicats de couplage entre un espace-problème requérant et un espace-soluZon répondant selon:

➩  SpéciﬁcaZon descripZve d’exigences orientée-problème selon (3)

➩  SpéciﬁcaZon vériﬁée de modèles orientée-soluZon selon (4)

➩  SpéciﬁcaZon prescripZve de modèles orientée-soluZon selon (5)

➩  SpéciﬁcaZon validée de modèles orientée-problème selon (6)

(3) !!"#$%&!"#$é!"#$% , !!"#$%&'(&)"!"#$%è!" → !_!"#$%!é!"#$%#&' (3) !!"#$%&!"#$é!"#$% , !!"#$%è!"!"#$%&'(&)"→ !_!"#$%!é!"#$%#&'

(5) !_!"#$%!"#$é!"#$% ← !!"#$%&"'!"#$%"&!'&( , !!"#$%&!é!"#$%#&

(6) !!"#$%&!"#$é!"#$ , !!"#$%&"'!"#$%"&!'&( ⊩ !!"#$%&'(&)"!"#$%è!"

(21)

Scénario d’OrchestraZon interdisciplinaire d’une SpéciﬁcaZon centrée Système Basée sur des Modèles mulZdisciplinaires

Spéciﬁcation centrée Système d’interactions physico-physiologiques de perception sensorielle

En réponse à la sollicitaZon de l’architecte système nous présentons :

➪ La spéciﬁcaZon de notre situaZon-système d’intérêt visée par cehe étude

➪ La spéciﬁcaZon centrée physiologie d’une interacZon de percepZon sensorielle ciblée par notre étude

➪ La spéciﬁcaZon centrée système d’une interacZon de percepZon

sensorielle ciblée par notre étude

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{I

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}

(3) !_!"#^!" , !_!"^!" → !_!"#!""

(22)

SpéciﬁcaZon d’une situaZon-système d’intérêt

(23)

Domaine de la réalité

Domaine de la connaissance

Interdisciplinaire MulZdisciplinaire

Concept : SituaZon

Théorie: Pensée système Modèle:

Méthode:

Systèmes dynamiques Ingénierie système basée Sur les modèles

Méthodolog

ie/Langage : Naturel/boucle causale/

Stock Flux/SysML OuZl: Stella / IBM Rhapsody

(3) !_!"#^!" , !_!"^!" → !_!"#!""

{I

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SpéciﬁcaZon d’une situaZon-système d’intérêt

Eléments de compréhension mul6disciplinaire d’une situa6on ciblée

{↔} (3) !_!"#^!"#$ ,!_!"^!" → !_!"#^!"

!_!"#!"" {↔} !_!"#!""

(24)

Spéciﬁca6on mul6disciplinaire descrip6ve de la situa6on ciblée

{↔}

(4) !_!"#!"" ,!_!"^!" → !_!"#!""

!"# ≡ ^Encoding!_!"#,!_!"^!"

Rela6on d’encodage/décodage (Rosen 2012)

Decoding

!_!"#!""

Diagramme de boucles causales reﬂétant la dynamique de la situa0on ciblée

{I

_!"^!"

}

(25)

Spéciﬁca6on mul6disciplinaire prescrip6ve de la situa6on-système ciblée

Diagramme stocks ﬂux exécutable vériﬁant la dynamique de la situa0on ciblée

{↔}

{I

_!"^!"

}

(4) !_!"#!"" ,!_!"^!" → !_!"#!""

(26)

Orchestra6on interdisciplinaire de la Spéciﬁca6on mul6disciplinaire prescrip6ve de la situa6on-système ciblée

(5) !_!"#!"" ← !_!"#!"",!_!"#!""

Diagramme d’ac0vité SysML traduisant la dynamique

de la situa0on ciblée

(6) !_!"#^!" ,!_!"#!"" ⊩ !_!"^!"

{↔}

{I

_!"^!"

}

Encoding Decoding

(27)

SpéciﬁcaZon centrée physiologie d’une interacZon de percepZon sensorielle

(28)

SpéciﬁcaZon centrée physiologie d’une interacZon de percepZon sensorielle

Eléments de connaissance mul6disciplinaire d’une interac6on physico-physiologique

Concept : Aﬀordance

Théorie: Théorie MathémaZque de Physiologie IntégraZve (MTIP)

Modèle:

Méthode: Ingénierie système basée Sur les modèles

Méthodologi

e/Langage : EquaZons

mathémaZques, SysML OuZl: Matlab^® - Simulink^®

/ IBM Rhapsody

{I

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(3) !_!"#^!" , !_!"^!" → !_!"#^!"

(3) !_!"#^!"#$ ,!_!"^!" → !_!"#^!"

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(29)

{I

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}

{↔}

Type

d’aﬀordance Descrip6on Exemple

Cogni6ve

CaractérisZque de concepZon qui aide un uZlisateur à savoir quelque chose

Le Zmbre caractérisZque d’une alarme sonore permet de prévenir l’opérateur d’une situaZon incidentelle ou accidentelle.

Physique

CaractérisZque de concepZon qui aide un uZlisateur à eﬀectuer une acZon

Le rythme de l’alarme est le paramètre le plus perZnent pour décrire diﬀérentes catégories d’urgence allant de l’alerte à la conﬁrmaZon d’un évènement [SUI 07]

Sensorielle

CaractérisZque de concepZon qui aide un uZlisateur à percevoir quelque chose

La puissance sonore d’une alarme permet de caractériser les condiZons nécessaires mais non suﬃsantes de percepZon de l’alarme. (SecZon 2.3)

Fonc6onnelle

CaractérisZque de concepZon qui aide un uZlisateur à accomplir une procédure de conduite

En situaZon incidentelle, l’alarme sonore est déclenchée pour alerter l’opérateur de conduite (qui va suivre une procédure de conduite pour rétablir le système dans un état sûr de foncZonnement).

Aﬀordance : bien percevoir pour bien agir

!_!"#^!" ^{^↔^} ^!_!"#^!"

(30)

{I

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}

{↔}

Eléments de connaissance mulZdisciplinaire de la Théorie MathémaZque de la Physiologie IntégraZve (MTIP).

!_!"#^!" ^{^↔^} ^!_!"#^!"

(31)

{I

_!"^!"

}

{↔}

Analogie du comportement de l’interacZon foncZonnelle avec un modèle de thyristor.

!_!"#^!" ^{^↔^} ^!_!"#^!"

(32)

{I

_!"^!"

}

{↔}

Eléments de compréhension centrant l'interacZon de détecZon sonore dans le champ audiZf humain.

!_!"#^!" ^{^↔^} ^!_!"#^!"

(33)

Spéciﬁca6on mul6disciplinaire prescrip6ve de l’interac6on de percep6on audi6ve ciblée

{I

_!"^!"

}

{↔}

(4) !_!"#^!" ,!_!"^!" → !_!"#^!"

Encoding

Rela6on d’encodage/décodage (Rosen 2012)

Decoding

Modèle MathémaZque

!_!"#^!"

!"# ≡ !_!"#,!_!"^!"

(34)

Spéciﬁca6on mul6disciplinaire prescrip6ve de l’interac6on de percep6on audi6ve ciblée

{I

_!"^!"

}

{↔}

Intensité sonore « Source »

Détection Alarme OK

NOK

0 500 2500 3000 3500 4000 4500 5000

0 20 40 60 100

80

Intensité Sonore (dB)

Temps (sec)

<

1000 1500 2000

<

Bruit de fond

<

10 dB

Modèle exécutable Trace de scenarii

(4) !_!"#^!" ,!_!"^!" → !_!"#^!"

(35)

Orchestra6on interdisciplinaire de la Spéciﬁca6on mul6disciplinaire prescrip6ve de l’interac6on de percep6on audi6ve ciblée

Encoding Decoding

(5) !_!"#^!" ← !_!"#^!",!_!"#^!"

(6) !_!"#^!" ,!_!"#^!" ⊩ !_!"^!"

{I

_!"^!"

}

{↔}

(36)

ValidaZon-système de la spéciﬁcaZon interdisciplinaire du modèle exécutable de l’

interacZon audiZve ciblée

(37)

Co-spéciﬁcaZon système exécutable basée sur des Modèles

En conclusion, ces travaux contribuent aux recommandaZons les plus récentes « … to provide Modelling and Simula0on from the very beginning of a design project » (G. Boy dans CSDM’14), y compris pour les facteurs humains.

Cehe faisabilité vers l’architecture interacZve ciblée se concréZse dans notre cas par l’orchestraZon d’un ensemble de modèles mulZdisciplinaires exécutables vérifiés in silico (Bus jaune) dans leurs environnements mulZdisciplinaires respecZfs puis in situ en couplage avec notre plateforme d’expérimentaZon (Bus gris). Notons le rôle parZculier d’un modèle d’orchestraZon en SysML qui traduit l’intenZon de l’architecte-système pour saZsfaire la spécificaZon de situaZon-système en regard des spécificaZons- méZers.

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Co-spéciﬁcaZon système exécutable basée sur des Modèles

L’architecture-système testée à une échelle de réalité plausible est un modèle mulZdisciplinaire de « Mesurage Intelligent centré Humain » résultant d’une spéciﬁcaZon interdisciplinaire in silico et in situ centrée système saZsfaisant la réponse à une situaZon criZque.

Cehe architecture-système est le produit de la projecZon du modèle exécutable centré Humain sur l’architecture logique ciblée.

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Conclusion et perspecZve

SpéciﬁcaZon système centrée Humain

➪  Contribu0on : condi6on nécessaire mais non suﬃsante de « togetherness-system » machine-homme

•  analogie avec un modèle du thyristor

–  InterprétaZon de travaux en physiologie intégraZve de la percepZon-acZon

➪  Perspec0ve : condi6on nécessaire mais non suﬃsante de tangibilité entre objets physiques, humains et techniques

§  Cyberphysical system

§  Internet-of-things

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Conclusion et perspecZve

SpéciﬁcaZon interdisciplinaire de systèmes mulZdisciplinaires

➪  Contribu0on : métaphore d’orchestra6on

•  Pour encoder/décoder de façon mulZdisciplinaire une situaZon

•  pour assurer la « togetherness » de sa représentaZon système

§  Enseignement basée sur une situaZon de référence

§  Pédagogie inversée « située »

§  OrganisaZon collaboraZve du système-projet supportée par des environnements dédiés

➪  Perspec0ve :

§  ContribuZon à un chainon manquant d’une ingénierie centrée système

§  Talon d’Achille de défaillance systémique, par exemple, panne du réseau européen du transport d’électricité de novembre 2006

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Cas d’étude pédagogique

Sailor LightKeeper

S_As-Is

uc [Package] UseCaseDiagramsPkg [UCD_Control-Lighting_System]

LightHouse Sailor

0,1 1..*

UCD_Control-Lighting_System

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Control-Lighting_System

ToLight To Manage

LightKeeper

1..*

0,1 0,1

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LightHouse

1

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Sailor

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*

0,1 UCD_Control-Lighting_System

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LightKeeper

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LightHouse

1

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Sailor

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0,1 UCD_Control-Lighting_System

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LightHouse